A new high-performance AC/DC power factor correction switching converter based on one-cycle control technology and active floating-charge technology

A new family of converters,high-performance AC/DC power factor correction(PFC) switching converters with one-cycle control technology and active floating-charge technology,was derived and experimentally verified.The topology of a single-phase CCM and DCM Boost-PFC switching converter was also analyzed.Its operating prniciples and control methods were expounded.Based on these,a new type of AC/DC switching converter circuits for PFC combined with one-cycle control technology was presented herein.The proposed AC/DC switching converter significantly helps improve the converter efficiency and its power factor value.

一种新型单级隔离型AC-DC变换器研究

文中提出一种新型单级式隔离AC-DC变换器及控制方案。所提结构在不改变图腾柱无桥功率因数校正(totem pole bridge-free power factor correction,TP-PFC)和双向全桥(dual active bridge,DAB)两级式AC-DC变换器特性的前提下,将TP-PFC高频桥臂和DAB原边侧第一个桥臂进行开关复用,减小了开关器件数目。同时,相较于TP-PFC和DAB两级式AC-DC变换器,取消了直流母线电解电容并且抑制了交流电感电流尖峰。利用其拓扑特点及所提出的控制方案,实现了拓扑开关器件的全范围软开关。首先详细分析所提拓扑结构的工作特性,包括工作模态、拓扑优点、功率特性及软开关特性;其次基于对拓扑的分析,提出控制简单的控制策略;最后,对所提拓扑结构及控制方案进行实验验证。

基于移相和调频的单级双向AC-DC变换器临界电流调制策略

传统双有源桥单级AC-DC变换器的移相调制难以实现全范围软开关,开关管损耗大,效率难以进一步提高。针对此问题,该文提出一种基于临界电流模式(BCM)的调制策略,将移相和调频相结合,实现所有开关管的零电压开通,从而有效地降低了开通损耗。该文分析单级式双向AC-DC变换器的临界电流调制基本原理和软开关实现条件,并推导出软开关条件下的移相和频率数学表达式。搭建DC 48 V、AC 220 V、500 W实验样机,最高效率达到94%,通过实验验证该调制策略的有效性和正确性。

基于单级AC/DC脉冲激励源的电容式无线输电系统

电容式无线输电(CPT)系统的原边激励源通常是由工频整流器和高频逆变器组成的级联变换器,使用的半导体和无源元件数量较多,导通损耗也较高。该文提出了一种新型的单级AC/DC变换器,与传统的变换器相比,该变换器只使用2个开关管和2个二极管,可以将工频交流电变换成CPT系统所需的直流脉冲激励源。该文介绍了该变换器的工作原理,提出了实现高功率因数、软开关的设计方法。最后,通过硬件实验证明了该变换器在电容式无线输电系统中的可行性,实现了开关管的零电压导通,具有高输入功率因数。

面向低压大容量直流供电的混合型AC/DC接口变流器解耦控制

为解决传统基于电流源型整流器(currentsourcerectifier,CSR)的两级式高降压比电力电子变换设备中存在的多控制目标之间的耦合问题,在所提出的相控电流源型整流器和输入串联输出并联LLC-DC/DC变换器相结合的混合型拓扑结构基础上,通过建立考虑系统直流环节电感电容的小信号模型,提出了一种在较低自由度下可同时实现交流侧功率因数和输出直流电压调节的解耦控制方法。通过绘制系统的根轨迹,分析了系统解耦前后控制参数对系统稳定性的影响。最后,通过RT-Lab半实物仿真验证了所提方法的有效性。

串并联谐振DC-AC变换器原理分析、建模及仿真

针对串联谐振和并联谐振直流环节变换器存在的谐振峰值电压过高，谐振峰值电流过大的缺点，提出了串并联谐振直流环节变换器拓朴概念。新型软开关变换器的主要优点为：谐振峰值电压可以控制在输入直流电源电压Ｕｓ，谐振频率高，谐振电路开关元件少，控制简单，且各种ＰＷＭ 调制策略均可适用。文中分析了该变换器的工作原理，建立了系统的数学模型，进行了多种工作条件下的计算机仿真与实验研究。

一种基于新型无桥Boost PFC的通信电源AC/DC变换器设计

针对电力系统传统通信电源设备功率因数低,电源谐波高的不足,提出一种新型的无桥Boost PFC电路结构。通过对电路拓扑结构的工作原理分析,应用平均电流控制策略,建立了相应的仿真模型。仿真结果表明,与传统的Boost PFC相比,无桥Boost PFC电路能够很好地提高功率因数,抑制电流谐波,且输入电流能很好地跟踪输入电压。最后设计了一台500 W的实验样机,实验结果验证了所提出电路的正确性和可行性。

AC/DC开关电源脉宽调制芯片的低功耗设计

基于AC/DC开关电源PWM控制芯片的工作原理,分析了其产生功耗的主要来源,提出了两种减小芯片功耗的方法,一是采用电流源和电流沉串联方式构成的输出驱动电路,通过消除CMOS电路的瞬态短路导通现象,降低该电路模块的功耗;二是采用跳周工作模式,使芯片在轻载和空载情况下,降低功率开关管的开关损耗。

一种新型单级双向隔离AC-DC变换器

提出一种适用于V2G(Vehicle tǒgrid,VZG)和电网-蓄电池储能等系统的单级双向隔离AC-DC变换器。该变换器可实现高效率、高功率密度,及能量双向传输。该文介绍该变换器的工作原理、功率传输特性,分析并设计软开关ZVS(zero voltage switching,ZVS)的实现,最终可在宽增益范围和全负载情况下实现软开关,并制作一台500 W的实验样机进行验证。

基于Buck-Boost电路的宽输出电压AC-DC电源设计

设计了一种宽输出电压的AC-DC开关电源,其主要特征是输出电压可以在较大范围内任意调节,解决了传统的开关电源只能输出几个特定电压值的问题。该设计的核心是反激变换电路和Buck-Boost电路。分析了这两种电路的工作原理及其应用,并且给出了具体的设计。实验表明,设计的电源能较好地实现了输出电压的宽范围调节。

6W隔离反激式AC/DC电源设计

介绍了基于UCC28910的5V／1．2A隔离反激式开关电源。电路结构简单，所需外部元件较少，有效减少了电路板占用面积。电源可实现AC85-265V宽电压输入，在无需光耦合器的情况下实现恒定电压与恒定电流输出。具有700V高压启动和小于30mw待机功耗的特点。采用DCM模式减少开关损耗，符合EnergyStarEPS2．0标准。

基于TDA16888的高功率因数AC/DC变换器设计

为了提高开关电源的功率因数,该文以功率因数控制芯片TDA 16888为核心,设计了一种宽电压输入范围、固定升压输出150W的AC/DC变换器。对该变换器所用的有源功率因数校正(APFC)的原理作了详细的分析。实验结果表明,功率因数达到了99%,系统性能优越。

电源设备中AC/DC和DC/AC变换电路

电源设备中根据电路变换功能来看,可分为四种类型:AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC,本文对AC/DC、DC/AC这两种变换的工作原理进行分析阐述并讨论每种电路的应用领域。

单级组合式不间断高功率因数AC/DC变换器研究

提出了一类基于Boost-Flyback变换器的单级组合式不间断高功率因数AC/DC变换器电路结构与拓扑族。这类变换器由二极管整流桥和具有功率因数校正、不间断供电、输出电压快速调节等功能的Boost-Flyback变换器构成,可以将1种交流电压变换成所需要的输出直流电压。分析研究了这类变换器的3种工作模式(正常工作模式、后备工作模式、充电工作模式)、稳态原理特性、控制策略和关键电路参数设计准则,并给出了原理试验结果。这类变换器具有单级功率变换、不间断供电、网侧功率因数高、蓄电池与电网或负载高频电气隔离、输出电压调节速度快、体积重量小、成本低等优点。

神经网络控制在AC/DC变换器中的性能研究

由于AC/DC开关变换器非线性程度很高,输入电流为非正弦形式,功率因数极低。为改善功率因数,对神经网络控制器(NNC)与电流模式控制器(CMC)的控制效果进行了仿真比较研究。结果表明,使用神经网络控制器可以获得很高的功率因数。在参数变化时神经网络控制器比电流模式控制器的性能更佳,容错能力异常突出。故相比之下神经网络控制器的性能优于电流模式控制器。

斩控式AC-DC-AC变换在交流稳压电源中的应用

针对传统AC-DC-AC交流稳压电源输入谐波大、功率因数低和体积大等问题,设计了一种基于PWM斩控式AC-DC-AC变换的单相交流稳压电源。该拓扑结构电源同传统AC-DC-AC相比,节省了直流侧电容;由于采用PWM斩波控制,滤波器设计简单,线路中谐波含量低,输入侧达到了单位功率因数要求。电压、电流检测采用单相信号构造成三相信号,利用瞬时无功功率理论对信号进行检测与处理,实时性高。系统采用电压电流双闭环控制,提高了精度和稳定性。对系统进行了MATLAB/simulink仿真并且搭建硬件平台,验证了该结构和控制方法的可行性。

一种改进的电压跟随PFC Cuk AC/DC变换器

提出了一种改进的电压跟随PFCCukAC/DC变换器,其输入电感工作在不连续导电模式(DCM),从而实现功率因数校正(PFC)功能。在本电路中,采用由两个储能电容组成的开关电容网,从而使电容的电压应力减小,并且提高了变换器的功率因数校正能力。其输出电感工作在连续导电模式(CCM),从而降低了器件的应力,同时减小了开关损耗和输出电流纹波。论述了输入电感工作在DCM模式的Cuk变换器的功率因数校正能力及所提出的电路的工作原理;推导出了其输入与输出电感工作的临界条件。MATLAB仿真与实验结果证实了理论分析的正确性。

DC/AC在风—光—柴互补供电系统中应用的探讨

概述了风—光—柴互补供电系统的基本原理,着重探讨了DC/AC在该系统中的应用,并论述了DC/AC选取的有关参数和指标。

一种新型单级功率因数校正AC/DC变换器的研究

文章研究了一种新型单级单开关PFC反激变换器。该变换器负载变轻时其储能电容电压不会飘升,应用于宽范围交流输入电压,储能电容电压低于450V。变换器用其变压器中的一个附加绕组实现了升压功能。由于省去了大电感,减小了变换器的体积和重量,在中小功率应用场合下,变换器符合IEC61000-3-2class D谐波标准,并且具有输出电压快速调节能力。

AC/DC开关变换器的神经网络控制

AC/DC开关变换器非线性程度很高,输入电流为非正弦形式,功率因数极低。为改善功率因数,研究了使用神经网络控制器(NNC)对AC/DC开关变换器进行控制,并与传统的电流模式控制器(CMC)的控制效果进行了仿真比较。结果证实,使用神经网络控制器可以获得很高的功率因数;在参数变化时,神经网络控制器比电流模式控制器的控制性能更佳,且容错能力异常突出。